本文转载自KDDI运营的“be CONNECTED”上发表的文章。
助力实现碳中和-降低电力成本 ~纳博特斯克在中国推广的能源可视化~
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※ | 链接 URL(仅限日语):https://biz.kddi.com/beconnected/feature/2023/230419/ | |
※ | 所刊登的信息为采访时的信息。(2023年4月29日) |
二氧化碳等温室气体的削减,即所谓的碳中和*1的实现正在成为全球性课题,而中国制定了特别高的目标并正在努力推进。移动控制设备制造商纳博特斯克公司的现地法人上海纳博特斯克液压有限公司也在积极实施碳中和措施,包括降低电力功耗。这一举措得到了 能源物联网可视化解决方案的支持。
*1) | 碳中和:平衡二氧化碳 (CO2) 等温室气体的排放和吸收。日本政府已宣布其目标是到2050年实现碳中和,将温室气体排放总量减少到零。 |
如今,GX(绿色转型) *2战略正在全球加速,许多国家的目标是到 2050 年实现碳中和。
在这种情况下,可以说是“世界工厂”的中国正以极大的热情推进碳中和。 2020年,习近平主席公布了“ 3060双碳政策” ,有以下两点。
为此,在中国,中央政府、地方政府和企业都在加快实现碳中和的步伐。
或许有人会认为到 2060 年实现碳中和比日本和其他国家设定的2050 年目标晚了十年,但这一步伐仍值得瞩目。例如,日本在 2013 年达到了碳排放峰值,但要在 2050 年实现碳中和还需要37年。而中国作为世界上二氧化碳排放量最多的国家,正试图用30年的时间实现从碳达峰到碳中和的目标。
*2) | GX(绿色转型):从以石油、煤炭和天然气等化石燃料为主的社会经济结构向以太阳能和风能等清洁可再生能源为主的结构转变。 |
*3) | 碳达峰:温室气体排放量扩大达到顶峰并逐渐下降的阶段。 |
当然,进入中国市场的日本企业也面临着碳中和的巨大压力。在精密减速机等领域拥有全球高市场占有率的纳博特斯克公司就是其中之一。该公司的现地法人上海纳博特斯克液压有限公司( SNHC )在上海设有工厂,生产、销售液压挖掘机的行驶装置和回转装置。然而,政府的节电要求比以往更加严格。
在这种情况下,公司并没有将碳中和举措单单视为公司的义务,而是将其作为提高公司业绩的举措积极面对。SNHC 经营企业部部长儿玉 健二郎说道:“和日本一样,中国的电价也在飞涨,我们已经接到通知,说2023年要上调电价。虽已实施了降低电费的措施,但还需更进一步的推进。我们相信这既有助于公司的业绩又有利于碳中和的达成。”
上海纳博特斯克液压有限公司(SNHC)
经营企划部 部长
儿玉 健二郎先生
上海纳博特斯克液压有限公司(SNHC)
制造部生产技术科科长
钱 政华先生
正如儿玉先生所说,SNHC一直以来都在实施节能和创能*4的举措。制造部生产技术科科长钱政华先生,针对这一点做了如下介绍。
“从预计会有很大节电效果的产品开始优先推进,首先将工厂内的空调更新为节能型,照明也全部采用LED。关于路灯,通过设置太阳能发电板,实现了仅用可再生能源供应电力的结构。”
*4) | 创能:创造能源的缩写。从太阳能、风能、地热能、生物质能等创造能源的概念。 |
实施了各项节能创能措施的SNHC致力于工厂用电情况的实时可视化,进一步降低用电成本。
“每个月的电费单只不过是整个办公室用电量的汇总。必须有一种方法来可视化用电量,以便找出设备和流程在哪里浪费电力,并深入挖掘根源找到原因。”(儿玉先生表示)
将整个工厂的电力消耗量的变化可视化
因此,SNHC选择了KDDI上海作为合作伙伴,共同推动这一举措。
为了实现电力的实时可视化,必须在工厂内设备上安装传感器(智能电表)来收集数据,但是在工厂内的所有区域都铺设来自传感器的电缆是很难的。因此,无线收集数据的机制成为大前提。另外,从零开始开发将收集到的数据可视化的应用程序会花费大量的成本和时间,因此可以利用定制化的平台化解决方案是迅速导入、启动的重要条件。
儿玉先生回忆道,“我们请了包括中国本地的系统集成商在内的几家供应商提出方案,同时满足这两个要求的是 KDDI 上海的”能源物联网可视化解决方案“。通过使用云服务可以降低初始投资,这一点也很有吸引力。”
KDDI上海提出的能源可视化解决方案是,使用无线标准“LoRa”从宽敞的工厂内的各个传感器向网关发送数据,网关提供LPWA (Low Power, Wide Area)采用Wide Area线路规格之一NB-IoT (Narrow Band-IoT),经由4G通信网向云收集数据的机制*5。LoRa和NB-IoT虽然网速受限,但可以低成本地覆盖像工厂这样的广阔区域。
KDDI上海服务企划本部长 守冈纯治先生解释道:“我们在认真研究中国的法律法规后,提出了这个无线基础设施。在SNHC工厂内的约150个设备上设置了传感器,可以收集数据。当然,在验证今后运用状况的同时,还可以灵活地增减传感器、变更配置等。”
另一方面,为了实现节电对策,KDDI从2017年开始开发了“可视化平台”,将存储在云端的数据可视化。
“虽然需要进行一些定制化开发,但是利用已有成果的可视化平台,可在2周左右的短时间内就完善监控环境。”(守冈表示)
KDDI上海
服务企划本部 本部长
守冈 纯治
*5) | 物联网通信方法:每次将多个传感器(本例中的电表)的数据发送到云端效率低且成本高,所以将来自各传感器的数据暂时集中到设施内的网关,在一定期间内集中到云上。传感器与网关之间通过LoRA通信,网关与云端通过NB-IoT通信。 |
于是,SNHC于2022年8月开始启动能源可视化解决方案。以工厂整体的电力消耗量为主,按月、按日、按时间、按设备、电力损失、电费等,从各种各样的视点来实现电力的可视化。
引进短短半年时间,就已经取得了显著成效。其中之一是从监视压缩机装置的电力得到的改善。SNHC的工厂通常在工作日凌晨1点左右结束作业,之后从深夜到凌晨的时间段,压缩机也会持续运转。
“可能的原因是设备和管道漏气,我们提出了这样的假设,压缩机为了将压缩空气罐内的压力维持在一定的水平以上,在生产线停止后仍在运行。当我们全部一并确认无误后,立即进行了修复,现在生产线停止时没有浪费,可以减少电力消耗。”(儿玉先生)
“没有客观的数据证据,我们无法看到这种设备和管道同时检查和修复的效果。从这个意义上来说,能源可视化解决方案带来的效果是巨大的,通过此次漏气检查修理活动,预计每年可以节约数百万日元的电力成本。”(钱先生)
图:压缩机的日耗电量。
从上图可以看出,在生产线停止运行的深夜时段(1点到6点),电力仍在消耗,因此发生了漏气现象。如下图的漏气检查和修理后,可以看出深夜时段的电力消耗已经消失。
另一个例子是检测工厂排放的挥发性有机化合物(VOC) *6加工设备的浪费操作。
儿玉先生说,“基本上,VOC处理设备是和涂装干燥工序联动运行的,但在能源可视化解决方案的仪表盘上对照VOC处理设备和烘干炉的运行状态,发现双方没有联动。即使在干燥炉停止运转的时间段,部分VOC处理装置也会持续运转。因此,引入开关联动机制进行改善,现在已经没有了不必要的运转。”
*6) | 挥发性有机化合物(VOC):挥发性有机化合物的缩写。VOC处理装置是对制造过程中使用的挥发性涂料、粘合剂、清洁剂等产生的同化合物进行回收、提炼、燃烧处理的系统。由于中国的VOC排放法规,需要安装这样的处理设备。 |
目睹SNHC的划时代成果,KDDI总部DX推进本部5G·物联网服务企划部全球物联网小组的山田美雪说:“纵观KDDI内的全球市场,从数据可视化到实际节能的例子并不多,SNHC的行动力和执行力让我感动。”她还说:“通信和设备必须遵守各国的法律法规,因此无论如何定制化开发是避免不了的,SNHC通过能源可视化解决方案来减少电力使用量,我们认为SNHC的努力也可以推广到对碳中和兴趣高涨的东南亚等地的客户。
KDDI上海今后将进一步提高能源可视化解决方案的功能。守冈表示,“预计很快推出将电力使用量换算成二氧化碳排放量的可视化服务”,SNHC也计划采用该服务。
SNHC将与集团各公司正在推进的可持续性战略紧密合作,进一步加速碳中和的进程。
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